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Progetto costruttivo definitivo di un impianto di prova in similitudine di turbopompe cavitanti

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Capitolo 1 - Introduzione 1.3 Fenomeni rotodinamici Tra le instabilità rotodinamiche che si verificano nelle turbopompe, la più critica è senz’altro rappresentata dallo sviluppo di un moto laterale autosostentato della girante, detto whirl: si tratta, in altri termini, di un moto di precessione dell’asse dell’albero, il quale tende a spostarsi dalla sua posizione nominale, seguendo un’orbita più o meno regolare. Se, in particolare, le forze generate dal moto di whirl sono tali da provocare un aumento del raggio dell’orbita, la girante si trova a lavorare in condizioni di equilibrio instabile. Le cause che generano il whirl possono essere classificate in due gruppi: Forze di origine meccanica, tra le quali assumono particolare importanza: ξ Lo sbilanciamento delle masse, che può a sua volta essere statico o dinamico. Nello sbilanciamento statico, l’asse di rotazione coincide con un asse principale d’inerzia, che però non è baricentrico: il comportamento dell’albero è fortemente influenzato dalla forza centrifuga dovuta alla traiettoria eccentrica seguita dal centro di massa. Nello sbilanciamento dinamico, l’asse di rotazione è baricentrico, ma non principale d’inerzia. I problemi dovuti allo sbilanciamento delle masse, comunque, possono essere eliminati con un’efficace equilibratura del rotore. ξ L’anisotropia delle rigidezze (dovuta, per esempio, alla presenza sull’albero di una cava per l’alloggiamento di una linguetta). ξ Le interferenze tra elementi rotanti ed elementi statorici. Forze di origine fluidodinamica, dovute ad esempio ad asimmetrie di flusso, perdite, o ricircolazione. Qualunque ne sia la causa, il moto di precessione dell’asse, una volta innescato, è fortemente accoppiato con quello del flusso: il campo fluidodinamico perturbato genera sulla girante ulteriori forze rotodinamiche destabilizzanti, che sostengono il moto eccentrico, e diventano ancora più pericolose in presenza di cavitazione. In genere, infatti, la cavitazione ha un effetto destabilizzante sul moto di whirl; essa riduce inoltre le forze rotodinamiche laterali agenti sul rotore, provocando così una diminuzione della massa aggiunta ed un aumento delle velocità critiche. Può perciò succedere che una macchina, progettata come supercritica in condizioni non cavitanti, non lo sia più quando si ha cavitazione. Se si indicano con Ζ la velocità angolare del moto di precessione del rotore e con : la velocità di rotazione della pompa, può essere compiuta la seguente classificazione: whirl “subsincrono” ( Ζ : ), “sincrono” ( Ζ : ), o “supersincrono” ( Ζ ! : ). Si parla, inoltre, di whirl “positivo” o “negativo”, a seconda che il verso di Ζ sia concorde o discorde a quello di :.

Anteprima della Tesi di Angelo Cervone

Anteprima della tesi: Progetto costruttivo definitivo di un impianto di prova in similitudine di turbopompe cavitanti, Pagina 9

Tesi di Laurea

Facoltà: Ingegneria

Autore: Angelo Cervone Contatta »

Composta da 358 pagine.

 

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Disponibile in PDF, la consultazione è esclusivamente in formato digitale.